ADS를 이용한 링 커플러 Ring Coupler 설계

소개

ADS를 이용한 링 커플러 Ring Coupler 설계

목차

1. Design Ring Hybrid Coupler

2. 이론

3. 시뮬레이션
1) Line Calculation
2) Circuit Design using ADS
3) Layout
4) Simulation result S-Parameter (ADS)
5) Actual Inspection using CAD tool

4. PCB 제작

5. result S-Parameter (Network analyzer)

6. 결과분석

본문내용

1. 이론

하이브리드는 둘레가 인 특별한 종류의 링 형 분기선 결합기이며 하이브리드링 이라 부른다 . 포트 1-2, 포트 2-3, 포트 3-4는 각각 의 위상차를 갖지만 포트 1과 포트 4는 서로 의 위상차를 갖는다.

포트 1에 입사된 신호의 일부가 시계방향을 따라 포트 4에 도착한 신호와 포트 1에 입사된 신호의 남은 부분이 반시계방향을 따라 포트 4에 도착한 신호는 동상이므로 서로 합성된다. 포트 4에서 합성된 두 신호는 포트 2에 대해서는 의 위상차를 갖는다.
3dB 링 커플러의 경우 포트 1에 신호를 인가하면 입력신호는 두 방향으로 동일한 전력이 분리 전송되므로 전송선로의 링 안에 정재파 패턴이 발생된다. 포트 3에 도착한 두 개의 파는 의 위상차를 갖게 되므로 포트 2와 포트 4가 정합되어 있으면 포트 3의 전압은 0이므로 포트 3을 단락하여도 링안의 정재파 패턴에는 아무런 영향을 받지 않는다. 길이의 전송선로는 단락회로를 개방회로로 변화시키므로 포트 2와 포트 4는 개방종단으로 생각할 수 있다. 그러므로 포트 1은 두 개의 브랜치 선로를 병렬로 연결한 것과 같은 등가회로로 생각할 수 있다. 따라서 포트 3과 포트 4에 연결된 부하 와 포트 1의 두 브랜치의 각 등가임피던스 와의 정합은 의 특성 임피던스를 갖는 길이의 전송선로에 의해서 이루어진다.

포트 1에 들어간 신호전력 은 포트 2와 포트 4로 분리된다. 각 포트에 실제로 공급된 전력의 양은 링을 형성하고 있는 선분의 특성임피던스의 선택에 따라 정해진다. 포트 4에 도착한 와 포트 2에 도착한 전력 는 설계용 주파수에서 특성어드미턴스 과 값은 다음과 같은 관계를 갖는다.
,

여기서 는 급전선의 특성어드미턴스이며 , 이다. 설계용 주파수에서 출력 포트 2와 4는 의 위상차를 갖는다. 포트 3에 신호전력을 공급한 경우에는 다음과 같은 관계를 갖는다.


,

이 경우 출력포트 3과 4는 의 위상차, 즉 동상이다.

Power 의 Magnitude 경우 링을 형성하고 있는 선분의 특성임피던스의 선택에 따라 정해진다.

3dB 기준임피던스 Z0 = 50옴
3dB = 0.5
P2/P1 = 0.5 Y1/Y0 = = 0.707
Y0 = 1/50 = 0.02
Z1 = 1/Y1 = = 70.7

참고자료

· 없음